在一個電子系統(tǒng)中，印制板作為硬件系統(tǒng)的核心部件之一，印制板設計的好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此，在設計之初就充分考慮到電磁兼容的問題，考慮到信號的完整性等，無疑將提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，縮短開發(fā)周期，提前將穩(wěn)定的系統(tǒng)推向市場。

目  的 ·· 11

范  圍 ·· 11

定  義 ·· 11

引用標準和參考資料 ··· 11

指導書內容 ··· 12

第一部分 層的設置 · 12

1 層的設置  12

1.1 合理的層數(shù)12

1.1.1 Vcc 、 GND 的層數(shù) · 12

1.1.2 信號層數(shù) ··· 13

1.2 電源層、地層、信號層的相對位置···13

1.2.1 Vcc 、 GND  平面的阻抗以及電源、地之間的 EMC 環(huán)境問題 · 13

1.2.2 Vcc 、 GND  作為參考平面，兩者的作用與區(qū)別 · 13

1.2.3 電源層、地層、信號層的相對位置 ·· 14

第二部分 布線 · 19

2 布線 ··· 19

2.1 布線基本規(guī)則··19

2.1.1  地線回路規(guī)則 ··· 19

2.1.2  竄擾分析與控制規(guī)則  19

2.1.3  走線屏蔽規(guī)則 ··· 20

2.1.4  走線的方向控制規(guī)則  20

2.1.5  走線的開環(huán)檢查規(guī)則  20

2.1.6  阻抗匹配檢查規(guī)則  21

2.1.7  走線終結網(wǎng)絡規(guī)則  21

2.1.8  走線閉環(huán)檢查規(guī)則  22

2.1.9  走線的分枝長度控制規(guī)則  22

2.1.10  走線的諧振規(guī)則 ·· 22

2.1.11  走線長度控制規(guī)則 ·· 22

2.1.12  倒角規(guī)則 · 23

2.1.14  器件布局分區(qū) / 分層規(guī)則  24

2.1.15  孤立銅區(qū)控制規(guī)則 ·· 24

2.1.16 PCB 板層定義規(guī)則 ··· 24

2.1.17  電源與地線層的阻抗匹配規(guī)則 ·· 25

2.1.18  重疊電源與地線層規(guī)則 ·· 25

2.1.19 3W 規(guī)則 · 25

2.1.20 20H 規(guī)則 ··· 26

2.1.21  五一五規(guī)則 · 27

2.1.22  低速電路 · 27

2.1.23  轉角走線 · 28

2.2 串擾 ·28

2.3 優(yōu)選布線層··29

2.3.1 布線層的優(yōu)先級別 ·· 29

2.4 阻抗控制30

2.4.1 輸入阻抗 · 30

2.4.2 特征阻抗 · 31

2.4.3 屏蔽地線對阻抗的影響 ·· 31

2.5 跨分割區(qū)及開槽的處理 ··31

2.5.1 對電源/地平面分割造成的開槽  32

2.5.2 通孔過于密集形成開槽 ·· 32

2.5.3開槽對PCB板EMC性能的影響  32

2.5.4 對開槽的處理 · 36

第三部分 地回路設計 ··· 39

3 地回路設計 · 39

3.1 地的分割與匯接··39

3.2 接地的含義··39

3.3 接地的目的··39

3.4 基本的接地方式··39

3.4.1 單點接地 · 40

3.4.2 多點接地 · 40

3.5地線回路導致的電磁干擾 ··41

3.6 接地和信號回路（渦流除外）·42

3.7 浮地 ·42

3.8 關于接地方式的一般選取原則·42

3.9 單板接地方式··42

第四部分 典型電路的PCB 設計  44

4  典型電路的PCB 布局  44

4.1概述·44

4.2功率主電路的PCB EMC布局原則 ·44

4.2.1 PCB 輻射原理分析 · 45

4.2.2 PCB EMC  布局原則 ·· 46

4.3 PFC電路的布局··49

4.3.1 PFC 電路噪聲源的形成 · 50

4.3.2 PCB 布局的對策 · 50

4.4單端正激電路··51

4.4.1 主電路拓撲圖 · 51

4.4.2  噪聲源的形成與 PCB 布局對策（以 AVH30 為例）  55

4.5單端反激電路··56

4.6 非隔離電路（正激）56

4.7 雙正激電路57

4.7.1 主電路拓撲圖 · 57

4.7.2  噪聲源的形成 ··· 58

4.7.3 PCB 布局的對策 · 58

4.8 全橋電路59

4.8.1  主電路拓撲圖 ··· 59

4.8.2  噪聲源的形成 ··· 60

4.8.3 PCB 布局的對策 · 61

4.9 半橋逆變電路62

4.9.1  主電路拓撲圖 ··· 62

4.9.2  噪聲源的形成 ··· 62

4.9.3  影響半橋逆變電磁噪聲的其他因素  63

4.9.4 PCB 布局的對策 · 64

第五部分 電源EMI 濾波器的PCB 設計 ··· 66

5  電源EMI 濾波器的PCB 設計  66

5.1 概述 ·66

5.2 EMI濾波器的基本結構···66

5.3 布局考慮66

5.3.1  輸入線與輸出線的布置  66

5.3.2  多級濾波器級聯(lián)  67

5.3.3 EMI 濾波器的位置 · 67

5.3.4  共模 / 差模電感的布置 ·· 67

5.3.5 三相 EMI 濾波器的線圈布置 · 68

5.3.6 電容的布置 · 68

5.4 布線考慮68

5.4.1  電容的引線最短  68

5.4.2 電容的引線開槽 ·· 68

5.4.3  接地線設計 ··· 69

5.4.4  接地螺釘孔設計 ··· 69

圖表說明 

圖1 四層PCB的主選層設置方案15

圖2 四層板解決方案2·15

圖3 四層板解決方案3·16

圖4 地線回路規(guī)則···19

圖5 竄擾分析示圖···19

圖6 走線屏蔽規(guī)則···20

圖7 走線的方向控制規(guī)則···20

圖8 走線的開環(huán)檢查規(guī)則···21

圖9 防天線效應的布線規(guī)則圖21

圖10 走線終結網(wǎng)絡規(guī)則·21

圖11 走線閉環(huán)檢查規(guī)則·22

圖12 走線的分枝長度控制規(guī)則··22

圖13 走線的諧振規(guī)則·22

圖14 走線長度控制規(guī)則·23

圖15 倒角規(guī)則·23

圖16 器件去耦規(guī)則·23

圖17 器件布局分區(qū)/分層規(guī)則 24

圖18 立銅區(qū)控制規(guī)則·24

圖19 PCB板層定義規(guī)則···25

圖20 電源與地線層的阻抗匹配規(guī)則··25

圖21 重疊電源與地線層規(guī)則 ·25

圖22 3W規(guī)則26

圖23 電源平面的RF輻射 26

圖24 數(shù)字、模擬區(qū)邊界線使用20H規(guī)則···27

圖25 樹狀布線圖·27

圖26 直角轉彎走線·28

圖27 PCB板上的串擾···28

圖28 輸入阻抗·31

圖29 通孔密集形成開槽·32

圖30 低速信號的回流電流路徑分布··33

圖31 高速回流信號回流電流路徑分布··34

圖32 地平面開槽引起信號間的串擾··35

圖33 當跨分割走線不可避免時應該進行有效的橋接···37

圖34 接插件不能安裝在地層隔逢上··37

圖35 高密度接插件的處理 ·38

圖36 單點接地示意圖·40

圖37 公共地阻抗耦合·41

圖38 隔離變壓器的地分割圖 ·43

圖39 差模回路形成的環(huán)形天線輻射··45

圖40 共模不平衡偶極子天線 ·46

圖41 設置鏡像平面減小地線電感··47

圖42 由鏡像理論(a)軌線及導電平面可等效為(b)四個PCB軌線48

圖43 與地回路連接的一根電纜及其作為一個非平衡偶極子天線的等效電路圖49

圖44 PCB軌線下放置導電平面，有效降低電纜的輻射示意圖 49

圖45 PFC電路拓撲···50

圖46 單端正激電路拓撲圖 ·52

圖47 輸入主回路的局部電路圖··52

圖48 輸出整流回路的局部電路圖··52

圖49 A點實際工作時典型波形圖53

圖50 圖中B點實際工作波形圖···53

圖51 圖中C點實際工作波形圖···54

圖52 變壓器副邊兩端的電壓波形··55

圖53 原邊為RCD復位的電路圖 ·55

圖54 單端反激電路·56

圖55 AVN40（非隔離電路）主功率電路圖 ··57

圖56 雙正激電路拓撲圖·57

圖57 雙正激電路器件原邊布局··59

圖58 雙正激電路器件副邊布局··59

圖59 全橋電路主電路拓撲圖 ·60

圖60 全橋電路原邊布局圖 ·61

圖61 全橋電路副邊布局圖 ·62

圖62 半橋逆變電路布局·64

圖63 EMI濾波器的基本結構···66

圖64 EMI濾波器的輸入線與輸出線布置67

圖65 EMI濾波器的位置···67

圖66共模/差模電感的布置··68

圖67 電容的引線最短·68

圖68 電容引線的開槽·69

圖69 接地線設計·69

表- 1 四層板解決方案表.... 14

表- 2 六層板解決方案表.... 16

表- 3 八層板解決方案表.... 17

表- 4 十層板解決方案表.... 17

表- 5 12層板解決方案表..... 18

表- 6 不同條件下的串擾... 29